Bestimmung der primären Kernladung von Spaltprodukten aus der thermischen Spaltung von $^{235}$Uran durch Messung der $\beta$-Kettenlänge

Die mittlere primäre Kernladung von Spaltprodukten aus der thermischen Spaltung von $^{235}$U wurde durch die Messung der $\beta$-Kettenlänge der nach der Masse getrennten Spaltprodukte bestimmt. Die $\beta$-Kettenlängenmessung erfolgte mit einem 4$\pi$-Detektor aus Plastikszintillatormaterial. Durch die 4$\pi$-Geometrie des Detektors wurde die Verfälschung der Messung durch Konversionselektronen und $\gamma$-Quanten, welche bei den $\beta$-Zerfällen emittiert werden, vermieden. Die Trennung der Spaltprodukte nach der Masse erfolgte mit dem gasgefüllten Massenseparator am Forschungsreaktor Dido der Kernforschungsanlage in Jülich. Dieser Separator hat bei hoher Spaltproduktintensität eine mäßige Massenauflösung, so daß man am Fokus stets ein Gemisch aus mehreren Massen erhält. Die in diesem Experiment bestimmten primären Kernladungen sind die Mittelwerte aller in den Massengemischen vorkommenden Kernladungen. Die Messung erstreckte sich für leichte Spaltprodukte über den Massenbereich 86 < A < 104 und für schwere Spaltprodukte über den Bereich 137 < A < 143. Sie ergab eine lineare Abhängigkeit der mittleren primären Kernladung von der Spaltproduktmasse. Die Abweichung der gemessenen primären Kernladungen von den Kernladungen, welche sich bei einer der Masse proportionalen Aufteilung der Protonen auf die beiden Spaltprodukte ergäben, beträgt im Mittel ca. + 0,4 bzw. - 0,4 Ladungseinheiten für leichte bzw. schwere Spaltprodukte. Es wurde weiter ein Mittelwert für die Breite der Verteilung der primären Kernladungen, mit denen Spaltprodukte einer sekundären Masse entstehen, bestimmt: Die über alle Spaltproduktmassen gemittelte Standardabweichung dieser Verteilung beträgt $\overline{\sigma} = 0,59 \pm 0,03$Ladungseinheiten